第５回 剰余変数の統制（１）
被験者間計画（個体差変数の統制）
被験者内計画（個体内変動の統制 ）
統制の原理
• 因果関係
独立変数 X
従属変数 Y
剰余変数 Z が X と 交絡（confound）
X と同時に変化
原因をXに特定できない
• 他の説明の可能性を排除
Z の影響を取り除く
• Z を除去
• Z の変化を一定にする （恒常化）
統計的統制と実験的統制
• 統計的統制
偏相関
• 実験的統制
剰余変数を操作
• 直接的統制
学習法の比較：学習時間を条件間で一定にする
• 個体差の統制
条件間で被験者が異なる：個人差 → 均等配分
・個体内変動の統制
課題
• 直接に統制される変数の例をあげなさい
教授・学習実験
情報機器を使用した授業法 と 従来の授業法
• 授業時間
• 課題内容
• 教室
個体差の統制
• 児童の学力
• 教員の特性
• 学習材料
個体差変数の統制
• 被験者内計画
– どの条件にも，同じ被験者を配置
– 残留効果の問題
• ある条件の効果が，他の条件の効果に影響をもつ
経験効果，練習効果
• 被験者間計画
– 異なる被験者を，各条件に配置
– 被験者の配分に工夫
被験者間計画
• 組織的配分
– あらかじめ剰余変数 Z を測定
平均値等化法
条件間で Z の平均値が等しくなるように配置
対等化法
Z の等しい被験者を配置 （マッチング）
• 無作為配分
– ランダムに被験者を各条件に配置
• 無作為配分の利点
組織的配分の問題
– 経済性：
• Z の測定が不要
• 被験者数
• マッチングが不要
– 実現性
• Z 以外の変数の統制
• 無作為配分の妥当性
– 統計的検定
誤差変動がランダム（偶然誤差）
→ 統計的に区別
Cf. 系統誤差
先応募した被験者 → 実験群
• 無作為配分の限界
偶然誤差が大きい場合
誤差を小さくする工夫 （精密な実験）
対等化の採用
無作為配分が困難な場合
日本人とアメリカ人の比較
異なる学校で教授法を比較
配分後の異質化
課題 2 Reaction paper
• 被験者内計画を使った場合の問題点は？
• 被験者間計画の場合，その配分法は？
組織的配分の例
平均値等化法
対等化法
組織的配分の短所と長所をあげなさい
無作為配分
被験者内計画
• 同じ被験者が，すべての実験条件に参加
• 剰余変数：個体内変動
実験例
ミューラー・リヤー錯視
調整法
上昇系列
下降系列
• 上昇系列
• 下降系列
• 系列の影響
– 固執効果（固執誤差）
– 期待効果（期待誤差）
• 空間配置の影響
– 異方性
カウンターバランス
• 上昇系列と下降系列の平均をとる
→ 固執効果の相殺（カウンターバランス）
← 慣れの効果（残留効果）の混入
• 時間変数（慣れの効果，練習効果，疲労効果）
←複数の試行を同時におこなうことができない
• 異方性（右／左）と上昇／下降系列の２変数では？
右上→左下→左上→右下→
左下→右上→右下→左上
平均順位 右 （1+4+6+7)/4=4.5
左 2+3+5+8
上 1+3+6+8 下 2+4+5+7
ABBA法
時間変数をカウンターバランス
時間経過と時間効果の線型関係を前提
ABBA
BAAB
さらに，それぞれ被験者を増やす
時間変数の効果が線型ではない
右上→左下→左上→右下→
左下→右上→右下→左上
異なる被験者で
裏返しの系列
左下→右上→右下→左上→
右上→左下→左上→右下
→ 個人差 ？→ 被験者を増やす
無作為化
• 右上，右下，左上，左下 の４条件を
同じ回数，ランダム順におこなう
（無作為化による時間変数の統制）
研究例 pp.110-111
抽象語と具象語
→ 「憶えやすさ」 を比較
独立変数（抽象／具象）
従属変数 （再生数）
剰余変数
• 単語による「憶えやすさ」の差
↓
抽象語 １０語
具象語 １０語
• 時間変数 （順序効果）
２０語の提示順序
→ 被験者ごと 提示順序を無作為化
時間変数（順序効果）を 統制
抽象語 具象語 別に
平均再生数 を比較
無作為化か，カウンターバランスか
• カウンターバランスは，どのような時に困難か？
• 無作為化は，どのような時に有効ではないか？
試行数が（少ない，多い）時
• 試行数（条件の組み合わせ）が多いとき
→ カウンターバランスが困難→無作為化
• 試行数が少ないとき
→ 無作為化が困難 → カウンターバランス（組織的配分）が適